CN113004748A - 涂覆组合物、发泡聚苯乙烯及涂覆组合物的制造方法 - Google Patents

涂覆组合物、发泡聚苯乙烯及涂覆组合物的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种涂覆组合物及其制造方法，具体地，本发明的特征在于，通过将包括含钙物质、生石灰、含碳物质和粘合剂等的涂覆组合物应用于发泡聚苯乙烯来改善所述发泡聚苯乙烯的阻燃性和防水性。

Description

涂覆组合物、发泡聚苯乙烯及涂覆组合物的制造方法
技术领域
本发明涉及一种涂覆组合物及其制造方法，具体地，本发明的特征在于，通过将包括钙基阻燃剂、碳基阻燃剂和粘合剂等的涂覆组合物应用于发泡聚苯乙烯来改善所述发泡聚苯乙烯的阻燃性和防水性。
背景技术
发泡性聚苯乙烯由于具有优异的可加工性、轻量性、隔热性和低成本而被广泛用于建筑物的内部/外部材料和包装材料等各种工业领域。
近年来，随着建筑物的节能设计标准提高，具有优异的隔热性能的有机隔热材料的使用正在增加。同时，具有优异的隔热性能的外部隔热施工方法受到青睐。外部隔热施工方法是隔热材料围绕整个建筑物的施工方法，虽然隔热性能优异，但存在发生火灾时火焰迅速扩散到整个建筑物的风险，因此使用的隔热材料的阻燃性能非常重要。然而，发泡聚苯乙烯或聚氨酯泡沫存在容易燃烧并在燃烧过程中产生有毒气体的缺点。
韩国注册专利第10-1345148号涉及一种附着有氯化石蜡的发泡性聚苯乙烯颗粒，并且其特征在于，提出了在形成隔热材料的聚合物树脂上涂覆阻燃剂后进行发泡成型的方法。然而，可能存在在如上所述的发泡和成型过程中涂覆层脱落而产生粉尘或降低隔热性能的问题。
现有技术文献
专利文献
(专利文献0001)韩国注册专利第10-1345148号
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于，提供一种可以改善发泡聚苯乙烯的阻燃性的涂覆组合物。
本发明的目的在于，提供一种在制造应用于发泡聚苯乙烯的涂覆组合物时提高经济性的方法。
本发明的目的在于，提供一种改善防水性而不降低发泡聚苯乙烯的阻燃性的方法。
本发明的目的不限于上述目的。通过以下描述，本发明的目的将变得更加清楚，并且将通过权利要求书中记载的手段及其组合来实现。
(二)技术方案
根据本发明，提供一种改善防水性的阻燃涂覆组合物，该阻燃涂覆组合物包括：钙基阻燃剂；碳基阻燃剂；粘合剂；以及溶剂。
所述钙基阻燃剂可以包括二氧化硅(SiO2)。
所述钙基阻燃剂的平均粒度可以为80目以下，并且氢离子浓度指数可以为pH5以上。
所述钙基阻燃剂的水分含量可以小于10％。
以100重量份的所述溶剂为基准，所述钙基阻燃剂的含量可以为50至500重量份。
所述碳基阻燃剂可以包括：膨胀石墨；以及辅助阻燃剂，包括焦炭、石墨烯、碳纤维和氧化石墨烯中的至少一种。
所述膨胀石墨中，固定碳的含量可以为80重量％至90重量％，并且灰分的含量可以为10重量％至20重量％。
所述辅助阻燃剂中，固定碳的含量可以为92重量％至95重量％，并且灰分的含量可以为5重量％至8重量％。
以100重量份的所述溶剂为基准，所述膨胀石墨的含量可以为30至400重量份。
以100重量份的所述溶剂为基准，所述辅助阻燃剂的含量可以为5至50重量份。
所述粘合剂可以包括选自聚乙酸乙烯酯、乙烯乙酸乙烯酯及其组合中的一种。
所述粘合剂的粘度可以为2000至5000cps，氢离子浓度指数为pH4至pH6。
以100重量份的所述溶剂为基准，所述粘合剂的含量可以为20至120重量份。
根据本发明，提供一种具有优异的阻燃性和防水性的发泡聚苯乙烯，该发泡聚苯乙烯包括：发泡体；以及阻燃涂覆组合物层，形成在所述发泡体上，所述阻燃涂覆组合物层包括上述涂覆组合物。
根据本发明，提供一种改善防水性的阻燃涂覆组合物的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：制造至少包括钙基阻燃剂和碳基阻燃剂的第一混合物；制造包括粘合剂和溶剂的第二混合物；以及制造包括所述第一混合物和所述第二混合物的第三混合物，其中所述钙基阻燃剂包括二氧化硅颗粒(SiO2)，所述粘合剂包括选自聚乙酸乙烯酯、乙烯乙酸乙烯酯及其组合中的一种。
可以通过将所述钙基阻燃剂和所述碳基阻燃剂以100至400rpm的速度搅拌5至30分钟来制造第一混合物。
可以通过将所述粘合剂和所述溶剂以100至400rpm的速度搅拌5至30分钟以制造第二混合物。
可以通过将所述第一混合物和所述第二混合物以100至400rpm的速度搅拌5至30分钟以制造第三混合物。
所述碳基阻燃剂可以包括：膨胀石墨；以及辅助阻燃剂，包括焦炭、石墨烯、碳纤维和氧化石墨中的至少一种。
以100重量份的所述溶剂为基准，所述第三混合物中，所述膨胀石墨的含量可以为30至400重量份。
以100重量份的所述溶剂为基准，所述第三混合物中，所述辅助阻燃剂的含量可以为5至50重量份。
(三)有益效果
根据本发明，可以提供可以改善发泡聚苯乙烯的防水性的涂覆组合物。
根据本发明，可以提供在制造应用于发泡聚苯乙烯的涂覆组合物时提高经济性的方法。
根据本发明，可以提供改善防水性而不降低发泡聚苯乙烯的阻燃性的方法。
本发明的效果不限于上述效果。应当理解的是，本发明的效果包括可以从以下描述中推断出的所有效果。
附图说明
图1示出了本发明的涂覆组合物的制造方法的流程图。
图2示出了本发明的实施例1至实施例3的发泡聚苯乙烯的防水性评估结果。
具体实施方式
通过与附图有关的以下优选实施例，可以容易地理解上述本发明的目的、其他目的、特征和优点。然而，本发明不限于本说明书中描述的实施例，并且可以以其他形式实施。相反，提供本说明书中介绍的实施例是为了使公开的内容可以是彻底和完整的，并且可以将本发明的思想充分传达给普通技术人员。
在描述每个附图时，相似的组件使用相似的附图标记。在附图中，为了本发明的清楚起见，结构的尺寸是放大实际尺寸后示出的。第一、第二等术语可以用于描述各种组件，但是所述组件不应受所述术语的限制。所述术语的目的仅用于将一个组件与另一组件区分开。例如，在不脱离本发明的权利范围的情况下，第一组件可以被命名为第二组件，类似地，第二组件也可以被命名为第一组件。除非在文中明确表示不同，否则单数包括复数。
在本说明书中，“包括”或“具有”等术语是用于指定说明书中记载的特征、数字、步骤、操作、组件、部件或其组合的存在，而不是预先排除一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、组件、部件或其组合的存在或附加可能性。此外，当描述层、膜、区域、板等部分位于另一部分“上”时，不仅包括“直接位于”另一部分“上”的情况，而且包括在两个部分之间还有其它部分的情况。相反，当描述层、膜、区域、板等部分位于另一部分的“下部”时，不仅包括“直接位于”另一部分的“下部”的情况，而且包括在两个部分之间还有其它部分的情况。
除非另有说明，在本说明书中使用的表示成分、反应条件、聚合物组合物和配合物的量的所有数字、值和/或表达中，由于这些数字本质上是近似值，反映了从其他值中获得这些值时出现的测量的各种不确定性，因此，在所有情况下，应将其理解为用术语“约”修饰。另外，当在此公开数值范围时，这些范围是连续的，除非另有说明，否则包括从该范围内的最小值到最大值(包括最大值)的所有值。此外，当该范围是指整数时，除非另有说明，否则包括从最小值到最大值(包括最大值)的所有整数。
本发明涉及涂覆组合物、应用该涂覆组合物的具有优异的阻燃性和防水性的发泡聚苯乙烯及所述涂覆组合物的制造方法。
本发明的涂覆组合物的制造方法的特征在于，包括以下步骤：制造包括钙基阻燃剂和碳基阻燃剂的第一混合物；制造包括粘合剂和溶剂的第二混合物；以及制造包括所述第一混合物和所述第二混合物的第三混合物，并且本发明的涂覆组合物的特征在于包括钙基阻燃剂、碳基阻燃剂、粘合剂和溶剂。
图1示出了本发明的涂覆组合物的制造方法的流程图，参照图1对涂覆组合物的制造方法的每个步骤进行详细说明，并且说明本发明的涂覆组合物。
制造第一混合物的步骤
该步骤是制造包括钙基阻燃剂和碳基阻燃剂的第一混合物的步骤。
所述钙基阻燃剂包括选自碳酸钙、氧化钙、硫酸钙及其组合的一种钙化合物。
优选地，所述钙基阻燃剂包括二氧化硅(SiO2)颗粒，此时的二氧化硅颗粒的平均粒度为80目(mesh)以下，并且氢离子浓度指数为pH5以上。更优选地，所述二氧化硅颗粒的平均粒度为100至200目，并且氢离子浓度指数为pH6至pH9。
所述平均粒度可以使用市售的激光衍射散射式粒度分布测定器，例如微径粒度分布测定装置来测定。另外，可以从电子显微镜照片中任意提取200个颗粒，并且计算平均颗粒直径。
优选地，所述钙基阻燃剂的水分含量小于10％。优选地，水分含量为0至8％。
以第二混合物中包括的溶剂为基准，包括50至500重量份的所述钙基阻燃剂，优选地，包括80至400重量份的所述钙基阻燃剂。
所述碳基阻燃剂包括膨胀石墨，并且包括辅助阻燃剂，所述辅助阻燃剂包括焦炭、石墨烯、碳纤维和氧化石墨烯中的至少一种。
以第二混合物中包括的溶剂为基准，优选包括30至400重量份的所述膨胀石墨。
所述膨胀石墨的平均粒度为40至200目，氢离子浓度指数为pH5至pH7，包括80重量％至90重量％的固定碳，并且包括10至20重量％的灰分。
所述辅助阻燃剂可以包括选自焦炭、石墨烯、氧化石墨烯、碳纤维及其组合中的一种。
以第二混合物中包括的溶剂为基准，优选包括5至100重量份的所述辅助阻燃剂。
所述辅助阻燃剂的平均粒度为800目以下，氢离子浓度指数为pH6.5至pH7.5，包括92重量％至95重量％的固定碳，并且包括5重量％至8重量％的灰分。
本发明的特征在于，通过将钙基阻燃剂和碳基阻燃剂投入搅拌器中并且以100至400rpm的速度搅拌5至30分钟来制造第一混合物。
制造第二混合物的步骤
该步骤是制造包括粘合剂和溶剂的第二混合物的步骤。
制造第二混合物的步骤可以先于制造所述第一混合物的步骤进行，或者可以同时进行，并且在本发明中，制造第一混合物的步骤和制造第二混合物的步骤的时间优先级并不重要。
所述溶剂包括水，并且所述粘合剂包括选自聚乙酸乙烯酯(PVAc)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)及其组合中的一种。优选地，可以包括聚乙酸乙烯酯和乙烯乙酸乙烯酯。
所述粘合剂的粘度为2000至5000cps，氢离子浓度指数为pH4至pH6。
以100重量份的溶剂为基准，可以包括20至120重量份的所述粘合剂，优选地，可以包括30至100重量份的所述粘合剂。
可以通过将所述粘合剂和所述溶剂投入搅拌器中并且以100至400rpm的速度搅拌5至30分钟来制造第二混合物。
制造第三混合物的步骤
该步骤是通过混合先前制造的第一混合物和第二混合物来制造第三混合物的步骤。
通过将所述第一混合物和所述第二混合物分别投入搅拌器中并且以100至400rpm的速度搅拌5至30分钟来制造第三混合物。
发泡聚苯乙烯(EPS)
在本发明中，可以通过应用所述涂覆组合物来制造具有优异的阻燃性和防水性的发泡聚苯乙烯(EPS)。
具体地，可以将发泡聚苯乙烯(EPS)成型，然后将本发明的涂覆组合物涂覆到成型体的一个表面上，然后将其干燥以制造具有优异的阻燃性和防水性的发泡聚苯乙烯。
优选地，所述干燥在50℃以上的温度下进行5至50分钟，并且干燥方法不受红外线干燥或热风干燥等特别限制，并且可以通过各种方法进行。
以下，通过具体实施例更详细地描述本发明。然而，这些实施例仅用于例示本发明，并且本发明的范围不限于此。
实施例1
通过将石膏、膨胀石墨以及焦炭投入搅拌器中并且以400rpm的速度搅拌30分钟来制造第一混合物，其中，所述石膏中SiO2含量为18％重量、平均粒度为80目、水分含量为9％以及氢离子浓度指数为pH8.0，所述膨胀石墨中固定碳为92％、灰分为8％、平均粒度为80目以及氢离子浓度指数为pH6.0，所述焦炭中固定碳为90％、灰分为10％、平均粒度为10μm以及氢离子浓度指数为pH7.0。
通过将具有粘度为约3000cps和氢离子浓度指数为pH6.0的乙烯乙酸乙烯酯(EVA)粘合剂与作为溶剂的水一起投入搅拌器中后以400rpm的速度搅拌30分钟来制造第二混合物。
通过将制造的所述第一混合物和所述第二混合物投入一个搅拌器中并且以400rpm的速度搅拌30分钟来制造第三混合物(涂覆组合物)，并且将所述第三混合物涂覆到发泡聚苯乙烯成型品的一个表面上，然后利用干燥装置在60℃下进行红外线干燥。
此时，以100重量份的溶剂(水)为基准，可以将所述钙基阻燃剂、所述碳基阻燃剂和所述粘合剂的投入含量分别调节为60重量份、200重量份和60重量份。
实施例2至实施例10，比较例1至比较例7
如下表1和表2所示，通过调节钙基阻燃剂、碳基阻燃剂和粘合剂的含量来制造涂覆组合物。以与所述实施例1相同的方式，将涂覆组合物涂覆到发泡聚苯乙烯成型品的一个表面上，然后利用干燥装置进行红外线干燥。
【表1】
Figure BDA0002834831140000091
【表2】
Figure BDA0002834831140000092
实验例(阻燃性评估、涂覆性和防水性评估)
使用所述实施例1至实施例10以及比较例1至比较例7中制造的发泡聚苯乙烯来评估阻燃性、涂覆性和防水性等，并示于下表3和表4中。
涂覆性：检查是否通过将涂覆组合物涂覆到发泡聚苯乙烯上形成均匀的阻燃涂覆组合物层。
干燥：在60℃下干燥10分钟后，检查是否完全干燥。
防水性：将发泡聚苯乙烯(样品)浸入水中24小时，然后将其在白色基材上摩擦，并观察阻燃涂覆组合物层是否脱落。
阻燃性：采用锥形量热仪试验法测量阻燃性。
【表3】
Figure BDA0002834831140000093
Figure BDA0002834831140000101
【表4】
Figure BDA0002834831140000102
参考所述表3的实施例1至实施例10的结果，在涂覆性、干燥、防水性和阻燃性方面，均可以获得本发明所期望的结果。
特别地，可以确认，在阻燃性方面，放热率显示2.1至4.1MJ/m2的值，制造了具有相对优异的阻燃性的发泡聚苯乙烯。
关于防水性，图2示出了所述实施例1至实施例3的发泡聚苯乙烯的防水性评估结果。参照图2，可以确认，即使在浸入24小时后的摩擦试验中，除作为阻燃涂覆组成物层表面的碳基阻燃剂的膨胀石墨引起的铅笔效应外，涂覆层没有脱落。
总之，可以确认，当使用本发明的涂覆组合物时，可以制造改善防水性的发泡聚苯乙烯，而与现有技术的发泡聚苯乙烯的阻燃性没有大的差异。
尽管以上已经详细描述了本发明的实施例，但是本发明的权利范围不限于上述实施例，并且利用所附权利要求书中定义的本发明的基本概念的本领域技术人员的各种修改和改进也应包括在本发明的范围内。

Claims (21)

1.一种改善防水性的阻燃涂覆组合物，其特征在于，包括：
钙基阻燃剂；
碳基阻燃剂；
粘合剂；以及
溶剂。
2.根据权利要求1所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物，其中，
所述钙基阻燃剂包括二氧化硅(SiO2)。
3.根据权利要求1所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物，其中，
所述钙基阻燃剂的平均粒度为80目以下，并且氢离子浓度指数为pH5以上。
4.根据权利要求1所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物，其中，
所述钙基阻燃剂的水分含量小于10％。
5.根据权利要求1所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物，其中，
以100重量份的所述溶剂为基准，所述钙基阻燃剂的含量为50至500重量份。
6.根据权利要求1所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物，其中，
所述碳基阻燃剂包括：
膨胀石墨；以及
辅助阻燃剂，包括焦炭、石墨烯、碳纤维和氧化石墨烯中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物，其中，
所述膨胀石墨中，固定碳的含量为80重量％至90重量％，并且灰分的含量为10重量％至20重量％。
8.根据权利要求6所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物，其中，
所述辅助阻燃剂中，固定碳的含量为92重量％至95重量％，并且灰分的含量为5重量％至8重量％。
9.根据权利要求1所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物，其中，
以100重量份的所述溶剂为基准，所述膨胀石墨的含量为30至400重量份。
10.根据权利要求9所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物，其中，
以100重量份的所述溶剂为基准，所述辅助阻燃剂的含量为5至50重量份。
11.根据权利要求1所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物，其中，
所述粘合剂包括选自聚乙酸乙烯酯、乙烯乙酸乙烯酯及其组合中的一种。
12.根据权利要求1所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物，其中，
所述粘合剂的粘度为2000至5000cps，氢离子浓度指数为pH4至pH6。
13.根据权利要求1所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物，其中，
以100重量份的所述溶剂为基准，所述粘合剂的含量为20至120重量份。
14.一种具有优异的阻燃性和防水性的发泡聚苯乙烯，其特征在于，包括：
发泡体；以及
阻燃涂覆组合物层，形成在所述发泡体上，
所述阻燃涂覆组合物层包括权利要求1至权利要求12中任一项所述的涂覆组合物。
15.一种改善防水性的阻燃涂覆组合物的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
制造包括钙基阻燃剂和碳基阻燃剂的第一混合物；
制造包括粘合剂和溶剂的第二混合物；以及
制造包括所述第一混合物和所述第二混合物的第三混合物，
其中所述钙基阻燃剂包括二氧化硅颗粒(SiO2)，
所述粘合剂包括选自聚乙酸乙烯酯、乙烯乙酸乙烯酯及其组合中的一种。
16.根据权利要求15所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物的制造方法，其中，
通过将所述钙基阻燃剂和所述碳基阻燃剂以100至400rpm的速度搅拌5至30分钟来制造第一混合物。
17.根据权利要求15所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物的制造方法，其中，
通过将所述粘合剂和所述溶剂以100至400rpm的速度搅拌5至30分钟来制造第二混合物。
18.根据权利要求15所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物的制造方法，其中，
通过将所述第一混合物和所述第二混合物以100至400rpm的速度搅拌5至30分钟来制造第三混合物。
19.根据权利要求15所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物的制造方法，其中，
所述碳基阻燃剂包括：
膨胀石墨；以及
辅助阻燃剂，包括焦炭、石墨烯、碳纤维和氧化石墨中的至少一种。
20.根据权利要求19所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物的制造方法，其中，
以100重量份的所述溶剂为基准，所述第三混合物中，所述膨胀石墨的含量为30至400重量份。
21.根据权利要求19所述的改善防水性的阻燃涂覆组合物的制造方法，其中，
以100重量份的所述溶剂为基准，所述第三混合物中，所述辅助阻燃剂的含量为5至50重量份。
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